Última sesión de laboratorio

Ésta es una de las gráficas más importante del curso. Se trata de un test que hizimos al tercer i último proyecto: el receptor. La imágen es una captura realizada con el Picoscope de la tensión de la salida del Front-end cuando se recibe la emisión a 27MHz. Se observa que la frecuencia del tono es de 7'9KHz.


Después de muchos dias sin actualizar, esta ha sido mi manera de terminar el blog de la asignatura de Diseño de Receptores.

Realización del montaje del circuito amplificador

Ésta sesión la dedicamos al montaje del circuito amplificador y a verificar los resultados que habíamos predecido las dos clases teóricas anteriores.

Primero montamos el circuito que polarizaba el diodo, donde calculamos la Beta. Nos dió una beta de 417'12 (valor normal, al trabajar con transistores del "tipo C").
Es necesario remarcar que la medida del colector la hicimos con la sonda (tal y como se ve en la figura de la derecha) ya que teníamos capacidades parásitas.
La amplificación del circuito era de -180, a una frecuencia de 100KHz.
El siguiente paso fue calcular la tensión del colector a distintas frecuencias para, así, obtener una curva de amplificación (la siguiente gráfica). A continuación repetimos las medidas pero con el inductor (el encargado de ecualizar la atenuación). En el siguiente gráfico se observa la ecualización que nos obsequia la bobina:

Ejercicio nº6

Redacción de "DATA SHEET" de la antena que he realizado para el receptor de OM:

Mi "DATA SHEET" consta de 4 partes:

1) Descripción del producto.
2) Dimensiones del producto.
3) Especificaciones del producto.
4) Precio de adquisición del producto.


1) Descripción del producto.

Se trata de una antena diseñada para su uso en receptores de onda media.
Su funcionamiento se basa en que las emisiones de radiodifusión en esa banda. Cuando la bobina se sitúa de modo que las líneas de campo magnético atraviesen perpendicularmente el plano que definen cada una de sus espiras,surgirá una tensión en terminales de la bobina proporcional a la intensidad de campo de la onda electromagnética.


2) Dimensiones del producto.



3) Especificaciones del producto.

Núcleo:
Material..................Ferrita (100mm de longitud i 10mm de diametro)

Devanado primario:
Material........................cobre de 0'4mm de diámetro
Número de vueltas............................................N=60
Coeficiente de autoinducción.............................L=250
Resistencia parásita (f=868KHz).....................18'19Ω
Factor de calidad(f=868KHz)............................90
Ancho del bobinado........................................16mm

4) Precio de adquisición del producto.

Justificación de costes:

- Ferrita de 100mm de longitud y 10 mm de diámetro --> 0'42 € (http://www.micropik.com/pag_inductancias_varios.htm)

- Cable de cobre esmaltado de 0,4mm de diámetro --> 0'18
[ 23m => 2'16€ ] => [ 2 m => 0'18€ ] donde 2m~(60*PI*2*5mm+8cm)
(http://todoelectronica.com/hilo-cobre-esmaltado-04mm-p-3859.html)

- Mano de obra: 5€/hora --> 1€ (ya que al haber-lo hecho una vez, ya dispongo de la soltura necesaria como para hacerlo en pocos minutos)

TOTAL: 0'42+0'18+1=1'6€

Resumen de las dos sesiones de teoria del transistor

Primera sesión:

El primer objetivo de la clase era salir con una idea clara de qué era un transistor. Después de discutir la definición de los transistores durante media hora, destacamos que lo más importante del transistor era que en pequeñas variaciones de tensión base-emisor, se producían variaciones exponenciales en el emisor (siempre y cuando el transistor se encontraba en zona activa).

Distinguimos tres tipos de transistores: A,B,C (conforme aumentaba la beta).
A continuación, advertimos qué aspectos teníamos que dar hincapié:

1) Averiguar cómo poner el transistor en zona activa.
2) Modelo incremental. Dónde ponemos la tensión que queremos amplificar.
3) Evitar el efecto Miller.

Segunda sesión:

En ésta sesión vimos diferentes circuitos que ponían el transistor en zona activa. Pero nos encontramos con diferentes problemas y, por suerte, con diferentes soluciones:

Problema 1: El primer problema se llamaba embalamiento térmico: consiste a una variación del voltaje de los diodos por culpa de una variación de la temperatura. Eso implica que debido a un aumento de las corrientes (Ib y Ic) producen que el transistor deje de trabajar en zona activa.
Solución 1: Como solución del problema 1, rediseñamos el circuito con los mismos componentes para tener un circuito más estable térmicamente.

Problema 2: Como existen 3 transistores diferentes (A,B o C), el circuito podría dejar de trabajar en zona activa al cambiar de transistor.
Solución 2: Como solución tomamos una beta independiente.

Problema 3: Al calcular la amplificación vimos que no obteníamos los resultados esperados de amplificación.
Solución 3: Pusimos un condensador entre Rb y Vg.

Problema 4: El efecto Miller.
Solución 4: Separamos Rb por la mitad en dos resistencias en serie i en medio un condensador a tierra.

Problema 5: El último problema fue que a partir de 300KHz l'amplificación empezaba a disminuir. Es debido a que a alta frecuencia no existen capacidades parasitas a las uniones PN.
Solución 5: Para ecualizar la amplificación, ponemos un inductor.
Para terminar, también ponemos una resistencia (Rin=Rpi+(1+B)).

Primeras sesiones de laboratorio

Me propongo resumir el transcurso de l'asignatura en el laboratorio (hasta el momento).

Primera sesión:

En la primera sesión de laboratorio, teníamos que construir una bobina de 60 espiras, con un coeficiente d'autoinducción L de 250uH (aproximadamente).

Para hacerlo disponíamos de un núcleo de ferrita de 10mm de diámetro, de un hilo de cobre, de un trozo de cartón, celo y adesivo líquido.

El procedimiento fue el siguiente:

- Poner un trozo de cartón volteando una parte de la ferrita.
- Enroscar 60 espiras.
- Poner celo y adesivo líquido para que el devanado no se mueva.
- Eliminar el material plástico del hilo de cobre que se encuentra en los extremos.
- Raspar el hilo de cobre para quitar las impurezas hasta que el hilo de cobre cogía un color metálico.
- Soldar los extremos del hilo de cobre con el cable de cobre de la bobina.

Terminamos la sesión con la bobina hecha, tal y como se ve en la siguiente figura:



Segunda sesión de laboratorio:

Simulamos un RLC donde había una resistencia parásita, un condensador de 100pF y la bobina. Vimos que por culpa de efecto pelicular, aparece una resistencia parásita mucho más elevada de lo esperado.
Vimos que por una frecuencia de 868kHz obteníamos una L=300uH pero una resitencia parásita de 18'19 ohmios.

Tercera sesión de laboratorio:

Teníamos la intención de construir el bobinado secundario y comprobar que conseguiríamos resultados similares a los teóricos.
Enroscamos el bobinado secundario (en el mismo sentido que el primario) y lo fijamos con cianocrilato.

Las medidas fueron las esperadas en clase.

Éstas son las sesiones de laboratorio hasta el momento.

Memoria de la clase del dia 23/09/09

Al iniciar la clase, nos planteamos la duda de cómo conseguir una mejor adquisición de campo magnético en una antena aplicando cambios en la bobina. Teníamos tres opciones: aumentar la superficie, aumentando el número de espiras o aumentando la permeabilidad. Las dimos todas por buenas menos la de aumentar el numero de espiras.

Me impresionó cómo al mover la radio del laboratorio, perdía y ganaba volumen al mover-lo por el espacio del laboratorio (por culpa de los nudos del campo magnético).

También me impresionó la cantidad de ruido (fluorescentes, motores de explosión, tormentas...) y lo cautelosos que debemos ser con el ruido ya que nos podría volver una señal irreconocible. Se explicó que para tratar el ruido tenemos la S/N.

Otra cosa interesante de la que hablamos fue las distintas maneras de aumentar la distancia entre receptor y emisor. Hablamos de tres:

1) usando repetidores
2) dar una señal con una amplitud mayor
3) usar una antena mas directiva.

Relacionado con ese tema, hablamos de los problemas de la curvatura de la tierra, la cual nos obliga a usar repetidores. Por suerte tenemos dos ayudas a favor:

1) La Ionosfera refracta la frecuencia de radio (SW).
2) Existe la Ground Wave.

Terminamos la clase sintonizando emisoras de onda corta.

Mi primera actualización

Después de haber transcurrido la primera semana de clase, me dispongo a inaugurar mi blog relacionado en la asignatura de Diseño de Radioreceptores.
En la primera clase, José M. Miguel nos dejó muy claro el funcionamiento de la asignatura y de la cantidad de materias que tocaba la asignatura.

En la segunda sesión ya entramos en materia: nos pusimos en la piel de los inventores de la radio. Empezamos por hacer una aproximación circuital de una antena, la cual la validamos por buena si la máxima dimensión "L" << c/fo. También definimos una onda electromagnética (combinación ortogonal de dos campos: eléctrico y magnético). Vimos que el fenómeno de radiación electromagnética era reversible y acabamos la clase hablando de la antena monopolo.